ITUD20110132A1 - Copertura per una serra o simili costruzioni - Google Patents

Description

Descrizione del trovato avente per titolo:

"COPERTURA PER UNA SERRA 0 SIMILI COSTRUZIONI"

CAMPO DI APPLICAZIONE

II presente trovato si riferisce ad una copertura per una serra, o simili costruzioni per produzioni agricole intensive, aventi le pareti laterali ed almeno una parte del tetto in materiale trasparente. In particolare, la copertura oggetto del presente trovato comprende uno o più pannelli solari, ad esempio fotovoltaici, che possono essere orientati selettivamente per ottimizzare la captazione dei raggi solari.

STATO DELLA TECNICA

La tecnologia dei pannelli solari, siano essi di tipo fotovoltaico, per la produzione di energia elettrica, o di tipo termico-termodinamico , per riscaldare acqua, sempre di più, non può prescindere da una ricerca continua e precisa della posizione di massimo irraggiamento del pannello stesso, in modo tale che i raggi solari siano sempre, quanto più possibile, ortogonali alla superficie attiva, o captante, del pannello .

Sono noti gli impianti fotovoltaici in cui i pannelli fotovoltaici sono installati, con un'orientazione fissa, ossia con azimut e inclinazione costanti, sul tetto di una serra, per produrre energia elettrica derivante dall'irraggiamento solare. Le radiazioni solari che incidono sulle pareti, o sulla parte fissa del tetto della serra che non è coperta da pannelli solari, contribuiscono al riscaldamento della serra stessa.

Un inconveniente di questi impianti noti è che, essendo i pannelli solari in posizione fissa, i raggi solari non incidono, in ogni istante della giornata, perpendicolarmente alla superficie attiva dei pannelli, per cui l'energia elettrica generata è inferiore a quella potenzialmente generabile se i pannelli solari fossero disposti sempre perpendicolarmente alla radiazione luminosa, ossia ai raggi del sole.

Un ulteriore inconveniente di questi impianti è che non è possibile selezionare dinamicamente, ed in modo automatico, la quantità di radiazione luminosa incidente sui pannelli solari e sulle restanti pareti, o sulla parte del tetto della serra che non è coperta da pannelli solari.

Sono inoltre noti gli impianti fotovoltaici in cui i pannelli fotovoltaici, siano essi installati a terra, o sulle coperture degli edifici, mediante strutture di supporto, sono associati a meccanismi motorizzati che li orientano selettivamente per mantenerli sostanzialmente perpendicolari alla radiazione solare durante tutto l'arco della giornata. In questo secondo caso si ottiene una produzione energetica più elevata, fino a circa il 35% in più, rispetto a quella ottenuta quando i medesimi pannelli fotovoltaici hanno un'orientazione fissa.

Un inconveniente di questo secondo tipo di impianti fotovoltaici noti è che i pannelli devono essere installati a distanze relativamente grandi fra loro per evitare che, le ombre generate da un singolo pannello coprano parte della superficie utile di altri pannelli, quando la radiazione luminosa giunge con determinate inclinazioni, ad esempio quando il sole è vicino all'orizzonte, ossia all'alba, o al tramonto. Questo implica l'utilizzo di una grande superficie di terreno, o di copertura degli edifici, che solitamente non può essere sfruttata per altri usi produttivi, ad esempio per usi agricoli, nel caso di un terreno.

Uno scopo del presente trovato è quello di realizzare una copertura per serre, o simili costruzioni, che comprende uno o più pannelli solari, montati in modo che abbiano un'elevata efficienza, pur garantendo sia la tenuta agli agenti atmosferici, come la pioggia, o la neve, sia l'esposizione di una parte preponderante della stessa copertura alla radiazione luminosa, per contribuire all'effetto serra, ossia l'effetto che permette un innalzamento della temperatura interna alla serra rispetto alla temperatura esterna.

Un ulteriore scopo è quello di realizzare una copertura per una serra, o simili costruzioni, provvista di pannelli solari, in cui sia possibile selezionare e modulare dinamicamente, almeno in parte, sia la quantità di radiazione luminosa incidente sui pannelli solari stessi, sia quella incidente sulle parti fisse della copertura superiore della serra, non occupate dai pannelli solari, per modificare la temperatura interna della serra, controllando al tempo stesso la quantità di energia prodotta, o accumulata, ed utilizzabile, ad esempio, all'interno della stessa serra.

Un altro scopo del presente trovato è quello di realizzare una copertura per una serra, o simili costruzioni, in cui, utilizzando i pannelli solari, sia possibile regolare la quantità di luce e di calore che entra all'interno della serra attraverso la copertura stessa, anche in funzione delle diverse stagioni e periodi dell'anno. Infatti, mentre nel periodo invernale è necessaria maggiore luce, nel periodo estivo è importante limitare i raggi solari che, se fossero troppo diretti, potrebbero rovinare le coltivazioni sottostanti.

Per ovviare agli inconvenienti della tecnica nota e per ottenere questi ed ulteriori scopi e vantaggi, la Richiedente ha studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato.

ESPOSIZIONE DEL TROVATO

Il presente trovato è espresso e caratterizzato nella rivendicazione indipendente. Le rivendicazioni dipendenti espongono altre caratteristiche del presente trovato o varianti dell'idea di soluzione principale.

In accordo con i suddetti scopi, una copertura per una serra, o una costruzione simile, comprende almeno una prima parte fissa in materiale trasparente ed almeno un pannello solare, ad esempio fotovoltaico, provvisto di una superficie attiva adatta ad essere esposta ai raggi solari.

Per materiale trasparente si intende un materiale adatto ad essere attraversato efficacemente dei raggi solari incidenti su di esso.

In accordo con un aspetto caratteristico del presente trovato, un dispositivo di orientazione è associato al suddetto pannello solare per inclinarlo selettivamente rispetto alla suddetta prima parte fissa, per ottimizzare l'angolo di incidenza dei raggi solari sulla superficie attiva. Inoltre, mezzi di copertura, fissi o mobili, sono previsti per coprire l'area sottostante al pannello solare e adiacente alla prima parte fissa in tutte le posizioni angolari del pannello solare, e garantire così all'intera copertura la tenuta agli agenti atmosferici.

In questo modo, con la selettiva orientazione dei pannelli solari, si ottiene anche una gestione della luce solare che viene diffusa in maniera omogenea e controllata all'interno della serra, per ottimizzare le coltivazioni. In accordo con una caratteristica secondaria del presente trovato, il dispositivo di orientazione comprende mezzi di imperniamento disposti in posizione fissa e sui quali è imperniato un telaio di supporto, di tipo rigido, su cui è montato detto pannello solare. Il telaio di supporto può essere imperniato sia su un suo bordo laterale, per inclinarsi solamente in un senso, sia in una zona mediana, per potersi inclinare in entrambi i sensi. Secondo un ulteriore aspetto caratteristico del presente trovato, i mezzi di copertura comprendono una seconda parte fissa, realizzata in materiale trasparente e posizionata adiacente alla prima parte fissa.

Secondo un altro aspetto caratteristico del presente trovato, la seconda parte fissa comprende una coppia di falde, inclinate da parti opposte, rispetto al piano su cui giace la suddetta prima parte fissa e unite superiormente lungo un lato comune disposto più in alto rispetto al suddetto piano. Il telaio di supporto è imperniato sostanzialmente lungo tale lato comune delle due falde inclinate.

In accordo con un'ulteriore aspetto caratteristico del presente trovato, i mezzi di copertura comprendono almeno due pareti laterali, che sono realizzate in materiale flessibile e che sono fissate superiormente a due lati contrapposti del suddetto telaio di supporto, e inferiormente alla suddetta prima parte fissa della copertura. Ognuna delle due pareti laterali può essere realizzata, ad esempio, o con una rete anti-afidi, nel periodo estivo, o con uno strato di materiale plastico, nel periodo invernale, e può piegarsi a soffietto per adattarsi ai movimenti del telaio di supporto.

Inoltre, i suddetti mezzi di copertura, siano essi fissi oppure mobili, possono essere sostituiti durante l'anno solare con materiali specifici, trasparenti, come ad esempio policarbonato ad alta diffusione luminosa, od opachi, come ad esempio film ombreggiente, per aumentare, o rispettivamente diminuire, la luce solare in funzione della quantità di quest 'ultima che si vuole che li attraversi .

Secondo un'altra caratteristica del presente trovato, sulla copertura sono installati almeno due pannelli solari, aventi ognuno una determinata larghezza e disposti uno parallelo all'altro, con i corrispondenti assi di imperniamento posti ad una certa distanza fra loro, maggiore della suddetta larghezza, in modo che, quando i pannelli solari sono disposti complanari fra loro, i raggi solari incidano direttamente sulla prima parte fissa.

ILLUSTRAZ IONE DEI DISEGNI

Queste ed altre caratteristiche del presente trovato appariranno chiare dalla seguente descrizione di una forma preferenziale di realizzazione, fornita a titolo esemplificativo, non limitativo, con riferimento agli annessi disegni in cui:

- la fig. 1 è una vista schematica, in prospettiva, di una copertura per una serra secondo il presente trovato;

- la fig. 2 mostra un dettaglio di una prima forma di realizzazione della copertura di fig. 1, in una prima posizione operativa;

- la fig. 3 mostra il dettaglio di fig. 2 in una seconda posizione operativa;

- la fig. 4 mostra il dettaglio di fig. 2 in una terza posizione operativa;

- la fig. 5 mostra un dettaglio di una seconda forma di realizzazione della copertura di fig. 1, in una prima posizione operativa;

- la fig. 6 mostra il dettaglio di fig. 5 in una seconda posizione operativa;

- la fig. 7 mostra il dettaglio di fig. 5 in una terza posizione operativa;

- la fig. 8 è una vista in prospettiva di un particolare della copertura di fig. 1;

- la fig. 9 è una vista frontale e schematizzata di un dispositivo di orientazione di un pannello solare della copertura di fig. 1 in accordo con una prima forma di realizzazione;

- la fig. 10 è una vista frontale e schematizzata di un dispositivo di orientazione di un pannello solare della copertura di fig. 1 in accordo con una seconda forma di realizzazione;

- la fig. 11 è una vista sezionata e parziale di un dettaglio del particolare di fig. 8.

Per facilitare la comprensione, numeri di riferimento identici sono stati utilizzati, ove possibile, per identificare elementi comuni identici nelle figure. Va inteso che elementi e caratteristiche di una forma di realizzazione possono essere convenientemente incorporati in altre forme di realizzazione senza ulteriori precisazioni.

DESCRIZIONE DI ALCUNE FORME PREFERENZIALI DI REALIZZAZIONE

Con riferimento alla fig. 1, una copertura 10 per una serra 13 comprende una prima parte fissa 19, realizzata almeno in parte in materiale trasparente, come vetro, plexiglas, o altri materiali plastici, ed una pluralità di pannelli solari 11 che, nella fattispecie, sono di tipo fotovoltaico.

Ciascun pannello solare 11 è costituito da uno o più moduli affiancati, di tipo standardizzato, o personalizzato, reperibili sul mercato, ha una determinata larghezza L, ad esempio compresa fra 1.000 irai e 1.300 mm, ed una superficie attiva 14 adatta a captare la luce solare per produrre una determinata quantità di energia elettrica.

La serra 13, oltre alla copertura 10, comprende anche una pluralità di pareti laterali 15 trasparenti, realizzate, in modo noto, ad esempio con pannelli di fogli di materiale plastico.

Nella fattispecie, e a titolo di esempio, la copertura 10 comprende quattro falde principali, su due delle quali, quelle rivolte verso il sole, ossia verso sud nell'emisfero boreale, sono installati sei pannelli solari 11, tre su ciascuna falda principale.

I pannelli solari 11 sono montati in modo da poter essere orientati rispetto alla prima parte fissa 19 della relativa falda principale, mediante corrispondenti dispositivi di orientazione 12, secondo il verso indicato dalle frecce F, o viceversa, per mantenere la loro superficie attiva 14 sostanzialmente perpendicolare ai raggi solari, ossia alla radiazione luminosa R, durante l'arco della giornata, in base agli spostamenti del sole, indicato con S.

Ciascun dispositivo di orientazione 12 comprende un telaio di supporto 23 (figure 1, 8 e 11), realizzato ad esempio con diversi elementi 29 di carpenteria metallica, su cui è montato un corrispondente pannello solare 11. I diversi pannelli solari 11, e più specificatamente i loro telai di supporto 23, sono disposti fra loro ad una distanza D, ad esempio compresa fra 1.500 mm e 2.900 mm, ossia di almeno 500-600 mm maggiore della larghezza L di ognuno di essi, e sono adatti a ruotare attorno a rispettivi assi di imperniamento X, paralleli fra loro. Ciascun telaio di supporto 23 è imperniato su due staffe di imperniamento 25, coassiali all'asse di imperniamento X e fissate alle corrispondenti estremità contrapposte del bordo superiore comune delle falde 21. Inoltre, ciascun telaio di supporto 23 (fig. 11) è sagomato in modo da comprende, in prossimità dei suoi bordi esterni (a sinistra in fig. 11), ed in prossimità della sua zona centrale, ossia vicino alle staffe di imperniamento 25 (a destra in fig. 11), canali di scolo 30, i quali sono disposti in senso longitudinale, ossia nel senso della pendenza della falda principale della copertura 10, e sono adatti a favorire lo smaltimento dell'acqua piovana, nel caso in cui vi siano delle infiltrazioni fra i sovrastanti moduli dei pannelli solari 11.

I telai di supporto 23 sono comandati, tutti insieme, in modo da ruotare attorno ai rispettivi assi di imperniamento X, per inclinare i corrispondenti pannelli solari 11 in modo che questi ultimi siano sempre sostanzialmente perpendicolari alla radiazione luminosa R. In particolare, la loro rotazione avviene da una posizione di massima inclinazione, corrispondente ad un determinato angolo a, ad esempio di circa 30°, in un senso (fig. 2), ad esempio verso est, all'alba, ad una posizione di massima inclinazione, del medesimo angolo a, nell'altro senso (fig. 4), ad esempio verso ovest, al tramonto, passando da una posizione intermedia, o centrale (fig. 3), a mezzogiorno, nella quale i pannelli solari 11 di una determinata falda principale della copertura 10 sono complanari fra loro.

La distanza D fra due pannelli solari 11 adiacenti è tale per cui, anche nelle posizioni di massima inclinazione di questi ultimi, l'ombra causata da ciascuno di essi non interferisca con il pannello solare 11 adiacente.

Inoltre, nella fase centrale della giornata, quando la radiazione luminosa R è sostanzialmente a picco, o poco inclinata e, conseguentemente, i pannelli solari 11 sono sostanzialmente complanari fra loro, o poco inclinati, la radiazione luminosa R incide direttamente anche sulla prima parte fissa 19 della copertura 10, contribuendo al riscaldamento della serra 13.

Al di sotto di ciascun pannello solare 11, ovvero del suo telaio di supporto 23, sono disposti mezzi di copertura 24 per coprire l'area della sottostante copertura 10 adiacente a quella della prima parte fissa 19, in tutte le posizioni angolari del pannello solare 11.

In accordo con una prima forma di realizzazione (figure 2, 3 e 4), i suddetti mezzi di copertura 24 sono di tipo fisso, per cui definiscono una seconda parte fissa 20 per ciascun pannello solare 11. Nella fattispecie, ciascuna seconda parte fissa 20 comprende una coppia di falde 21, secondarie, anch'esse in materiale trasparente, ad esempio lo stesso con cui sono realizzate le falde principali. Le falde 21 sono inclinate da parti opposte e verso l'alto, rispetto alla prima parte fissa 19, e sono unite lungo un loro bordo comune, disposto nella parte superiore.

In accordo con una seconda forma di realizzazione (figure 5, 6 e 7), i suddetti mezzi di copertura 24 sono di tipo flessibile e comprendono, per ciascun pannello solare 23, due pareti laterali 27, realizzate con qualunque materiale trasparente, come ad esempio materiale plastico, le quali sono fissate superiormente ai due contrapposti lati maggiori del telaio di supporto 23, e inferiormente alla prima parte fissa 19. I mezzi di copertura 24 comprendono, in questo caso, anche due pareti frontali 28, una sola delle quali è visibile nei disegni, che comprende almeno una parte flessibile realizzata, ad esempio, con lo stesso materiale con cui sono realizzate le pareti laterali 27. La parte centrale, di forma triangolare, di ciascuna parete frontale 28 può essere fissa e realizzata con lo stesso materiale con cui sono realizzate le falde secondarie 21.

In questo modo, le pareti laterali 27 e le pareti frontali 28 non impediscono ai pannelli solari 11 di essere orientati, nel modo sopra descritto, e al tempo stesso consentono alla radiazione luminosa R incidente di entrare nella serra 13 per contribuire all'innalzamento della temperatura di quest'ultima.

Ciascun dispositivo di orientazione 12 comprende, inoltre, un meccanismo di movimentazione 31 (fig. 9) del corrispondente telaio di supporto 23.

Nella fattispecie, il meccanismo di movimentazione 31 comprende una coppia di motori elettrici 33, disposti da parti opposte e che cooperano con una stessa catena 35 collegata anche ad una cremagliera dentata 37, disposta in posizione centrale e con cui è costantemente ingranata una corona dentata 39 fissata al telaio di supporto 23, coassialmente all'asse di imperniamento X. La catena 35 è mantenuta in tensione da due molle 41, le quali tendono a mantenere il telaio di supporto 23 in posizione centrale non inclinata, quando i motori elettrici 33 non sono attivati.

Secondo una variante, rappresentata in fig. 10, il meccanismo di movimentazione 31 comprende invece un attuatore idraulico 43 collegato al telaio di supporto 23, tramite aste 45 ed un elemento di raccordo 47.

I motori elettrici 33, o 1'attuatore idraulico 43, a seconda dei casi, sono comandati, in un qualunque modo noto ad una persona esperta del ramo, da una centralina elettronica, non rappresentata nei disegni, la quale è programmata per fare ruotare selettivamente i pannelli solari 11 in modo che le loro superfici attive 14 si trovino sempre sostanzialmente perpendicolari alla radiazione luminosa R, durante tutto l'arco della giornata.

Inoltre, in base alla temperatura che si vuole raggiungere all'interno della serra 13, l'utente può impostare la suddetta centralina elettronica per fare sì che, modificando l'inclinazione dei pannelli solari 11, possa anche essere aumentata, o ridotta, l'esposizione alla radiazione luminosa R delle prime parti fisse 19 della copertura 10, e raggiungere un voluto compromesso fra l'energia elettrica prodotta dai pannelli solari 11 e la temperatura interna della serra 13.

È chiaro che alla copertura 10 per una serra 13 fin qui descritta possono essere apportate modifiche e/o aggiunte di parti, senza per questo uscire dall'ambito del presente trovato.

Ad esempio, in accordo con una variante di realizzazione, i telai di supporto 23 possono essere imperniati sostanzialmente lungo un loro bordo longitudinale.

È anche chiaro che, sebbene il presente trovato sia stato descritto con riferimento ad alcuni esempi specifici, una persona esperta del ramo potrà senz'altro realizzare molte altre forme equivalenti di coperture per serre, aventi le caratteristiche espresse nelle rivendicazioni e quindi tutte rientranti nell'ambito di protezione da esse definito.

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Copertura per una serra (13), o una costruzione simile, comprendente almeno una prima parte fissa (19), almeno in parte in materiale trasparente, ed almeno un pannello solare (11) provvisto di una superficie attiva (14) adatta ad essere esposta ai raggi solari (R), caratterizzata dal fatto che un dispositivo di orientazione (12) è associato a detto pannello solare (11) per inclinarlo selettivamente rispetto a detta prima parte fissa (19) per ottimizzare l'angolo di incidenza dei raggi solari (R) su detta superficie attiva (14) e che mezzi di copertura (24) sono previsti per coprire l'area sottostante a detto pannello solare (11) e adiacente a detta prima parte fissa (19) in tutte le posizioni angolari di detto pannello solare (11).
2. 2. Copertura come nella rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto dispositivo di orientazione (12) comprende mezzi di imperniamento (25) disposti in posizione fissa e sui quali è imperniato un telaio di supporto (23) di tipo rigido su cui è montato detto pannello solare (11).
3. 3. Copertura come nella rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di copertura (24) comprendono una seconda parte fissa (20) in materiale trasparente e posizionata adiacente a detta prima parte fissa (19).
4. 4. Copertura come nella rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che detta seconda parte fissa (20) comprende una coppia di falde (21), inclinate da parti opposte rispetto al piano su cui giace detta prima parte fissa (19) e unite superiormente lungo un loro bordo comune, disposto più in alto rispetto a detto piano.
5. 5. Copertura come nelle rivendicazioni 2 e 4, caratterizzata dal fatto che detto telaio di supporto (23) è imperniato sostanzialmente lungo detto bordo comune di detta coppia di falde (21).
6. 6. Copertura come nella rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di copertura (24) comprendono almeno due pareti laterali (27) realizzate in materiale flessibile, le quali sono fissate superiormente a due contrapposti lati di detto telaio di supporto (23), e inferiormente a detta prima parte fissa (19).
7. 7. Copertura come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di copertura (24) sono realizzati con materiali trasparenti, od opachi, selettivamente intercambiabili fra loro, in funzione della quantità di luce solare che si vuole che li attraversi.
8. 8. Copertura come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui sono previsti almeno due pannelli solari (11), ognuno dei quali ha una determinata larghezza (L), caratterizzata dal fatto che detti pannelli solari (11) sono disposti uno parallelo all'altro ad una distanza ( D ) , fra i loro assi di imperniamento (X), maggiore di detta larghezza (L), in modo che, quando detti pannelli solari (11) sono disposti complanari fra loro, detti raggi solari (R) incidano direttamente anche su detta prima parte fissa (19).
9. 9. Copertura come in una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 7, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di imperniamento cooperano con una zona mediana di detto telaio di supporto (23), e che detto dispositivo di orientazione (12) è adatto a inclinare detto pannello solare (11) in entrambi i sensi, rispetto ad una posizione centrale nella quale detto pannello solare (11) è parallelo a detta prima parte fissa (19).
10. 10. Copertura come in una qualsiasi delle rivendicazioni fra 2 e 7, caratterizzata dal fatto che detto dispositivo di orientazione (12) comprende, inoltre, almeno un motore elettrico (33) collegato ad uno o più telai di supporto (23) mediante mezzi di trasmissione del moto (35, 37, 39).
11. 11. Copertura come nella rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detto telaio di supporto (23) comprende mezzi di convogliamento (30) dell'acqua piovana.